7.1 Производство сухого цельного молока

В сухом молоке , выходящего после сушки
должно содержаться: воды 2-2,5 %, жира
26-26,5 %; молочного сахара 47-54 % для
обезжиренного и 36-40 % для цельного молока,
белка 34 %; минеральных веществ 5,8-6,2 %. В
продукте, расфасованном в потребительскую
тару, допускается увеличение влажности
до 4 %, а для обезжиренного молока
расфасованного в транспортную тару —
до 5 %. Растворимость сухого молока
пленочной сушки около 80-85%, а сухого
молока распылительной сушки 97-98 %. При
этом индекс растворимости для молока,
фасуемого в потребительскую тару, не
более 0,2 (для обезжиренного) и 0,1 (для
цельного) мл сырого осадка, фасуемого
в транспортную тару, не более 0,2 мл сырого
осадка.

Калорийность 1кг сухого цельного молока
составляет 5300-5500 ккал/кг.

Восстановленное сухое молоко почти не
уступает натуральному. Усвояемость
белков сухого молока пленочной сушки
составляет 94,6 %; жира — 96 %, углеводов —
99-99,5 %.

Технологический
процесс производства сухого молока
включает следующие операции:приемку, очистку, стандартизацию,
пастеризацию, гомогенизацию, предварительное
сгущение и сушку.

Приемка,
оценка качества молока и очистканичем по существу не отличаются от ранее
рассмотренного процесса выработки
сгущенного молока.

Стандартизациюпроводят с расчетом, чтобы готовый
продукт удовлетворял требованиям
стандарта, по которому допускается 4-5
% влаги, 25-26,5 % жира, кис­лотность
восстановленного молока не выше 21 °Т.

Предварительная
тепловая обработка молокаобусловливается не только необходимостью
уничтожить микроорганизмы, но и целью:
исключить пригорание молока к горячей
поверхности,с которой
оно соприкасается при выпаривании в
вакуум-аппарате. Исходя из этого,
следовало бы стремиться к высоким
температурам пастеризации. Однако
при высоких температурах обработки
молока белки теряют обратимость.Кроме того,
частично выпадают солии
образуются плохо растворимые аминосахара,что ведет к снижению растворимости
молочного порошка.

При
пленочной сушкетемпература
горячей металлической поверхности, с
которой соприкасается пастеризованное
молока в течение
2-10сек, составляет
90-112 °С. Следовательно,
молоко вторично нагревается, при этом
погибает остаточная и вторичная
микрофлора.
При распылительной сушкетемпература молока снижается до75-80
°С.Поэтому
при распылительной сушкемолоко можно пастеризовать при
90-95 °Сили
110-149 °С(без выдержки) для
разрушения липазы, а
для пленочной сушки — при
75 °С.

Перед сушкой обычно проводят
сгущение,что обусловливается
соображениямиэкономического
и технологического характера:

— Поскольку коэффициент теплопередачи
у воздуха ниже, чем у металлической
поверхности вакуум-аппарата, выгодно
применять последние (вакуум аппараты)
для начального высушивания.

• Удельный расход энергии (в квт на 1 кг
  выпаренной влаги) в распылительных
  сушилках выше, чем в вакуум-аппаратах.
  В распылительных сушилках — 0,08-0,15 квт/кг.
  В вакуум-аппаратах с использованием
  вторичного пара — 0,006-0,004 квт/кг.

• Удельный расход пара (в кг на 1кг
  выпаренной влаги). В распылительных
  сушилках — 3-3,5 кг/кг. В вакуум установках
  однокорпусных с термокомпрессией —
  0,55- 0,65 кг/кг; В двухкорпусных с
  термокомпрессией- 0,45-0,55 кг/кг.

Кроме
того,при высушивании
предварительно сгущенного сырья
сокращается расход топлива, увеличивается
пропускная способность сушилки.
В результате сушки распылительным
способомбез предварительного
сгущения получается тонкий, пористый
хлопьевидный порошок, который быстро
увлажняется, занимает относительно
больший объём, что увеличивает расход
на тару, хуже улавливается фильтрами,
вследствие чего возникают потери, а,
следовательно, и увеличиваются затраты
сырья на единицу готового продукта.

В результате сушки
без предварительного сгущения на
барабанной сушилке используется не вся
поверхность вальцев, получается пористый
гигроскопический порошок, нестойкий
при хранении.Высушивание
на барабанных сушилках без предварительного
сгущения оправдывается лишь в том
случае, если используется сбросное
тепло. Таким образом,
предварительное сгущение способствует
увеличению производительности сушилки.От степени сгущения молока зависят
скорость сушки и качество готового
продукта. Однако при значительном
повышении степени сгущения снижается
растворимость продукта, т.к. повышается
вероятность столкновения и агрегирования
частиц белка.

Перед сгущением в вакуум-аппарате,
пастеризованное молоко фильтруют.
Оптимальная степень сгущения молока
в циркуляционном вакуум-аппарате
43-48 %, в аппаратах работающих
по принципу падающей пленки
52-54% сухих веществ.
Продолжительность сгущения 50 мин в
аппарате циркуляционного типа и 3-4 мин
в аппарате с падающей пленкой.

Температура сгущения молока в зависимости
от типа аппарата:

Циркуляционный двухкорпусной аппарат:

I корпус — 68-70 °С, II корпус — 50-52 °С;

Трехкорпусной аппарат, с падающей
пленкой:

I корпус — 72-75 °С, II корпус — 60-65 °С, III корпус
— 44-48°С.

Четырехкорпусной аппарат с падающей
пленкой:

I корпус 74-80 °С, II корпус 68-73 °С, III корпус
56-62°С, 1У-корпус 42-46 °С.

При выработке обезжиренного сухого
молока или пахты
на вальцевых сушилках сгущение
заканчивают при массовой доле сухих
веществ
30-32 %.

При выработке цельного сухого молока
распылительным способомконцентрация сухих веществ сгущенного
молока составляет
50-55 %.

С целью уменьшения массовой доли
«свободного жира» в сухом продукте
в 2-3 раза, сгущенное молоко или сливки
гомогенизируютпри
температуре выпуска из вакуум- выпарного
аппарата. Оптимальная температура
гомогенизации
55-60 °С.Давление гомогенизации
на одноступенчатом гомогенизаторе
10-15 МПа,на двухступенчатом
гомогенизаторе
в I ступени 11,5-12,5 МПа,на
П ступени 2,5-3 МПа.

Технология производства сухого молока

       Сушка,
как способ консервирования, основанный
на анабиозе, нашла широкое применение
в производстве сухих молочных продуктов.

       Сухие
молочные консервы – это порошки 
с частицами различной величины,
зависящий от вида продукта и способа
сушки. Порошки должны обладать высокой
растворимостью в воде, то есть способностью
восстанавливать при повторной дисперсии
устойчивый золь. Растворимость выражают
в миллилитрах нерастворившегося сухого
осадка (индекс растворимости). При контактной
сушке индекс растворимости должен быть
не выше 2,0-1,5 мл сырого осадка, при распылительной
– 0,2-0,05 мл сырого осадка. Скорость растворения
(восстановления) определяют по показателю
смачиваемости. Сыпучесть порошков зависит
от вида продукта и способа сушки.

       Сухие
молочные консервы отличаются от других
молочных консервов более высоким содержание
сухих веществ, что придает им самую высокую
транспортабельность. Содержание сухого
вещества в зависимости от вида продукта
колеблется в пределах 95-98 %. По содержанию
жира сухие молочные консервы заметно
отличаются друг от друга. В зависимости
от вида консервируемой смеси на единицу
СОМО в ней, и соответственно продукте,
приходится от 0,006 до 6,0 единиц жира, против
0,44 (в среднем) в цельном молоке. Насыпной
вес или объемный вес зависит от вида продукта
и способа сушки. Чем выше насыпной вес,
тем стойкость продукта выше и тем меньше
затраты на тару.

       Сухие
молочные консервы в основном вырабатывают
по одной и той же технологической 
схеме. Последовательно выполняют 
следующие основные операции: подготовку
сырья к сгущению, сгущение и сушку. Для
продуктов с высоким содержанием жира,
сгущенную смесь гомогенизируют.

       Сухое
цельное молоко

       Сухое
молоко – это высушенное в мелкий
порошок свежее цельное пастеризованное 
молоко. 
 

       Таблица
1 – Физико-химические показатели сухого
цельного молока

Показатель	Норма для  сухого цельного молока
	20 % жирности в транспортной таре	25 % жирности			для производства продуктов детского питания
		распылительного		пленочного в транспортной таре
		в потребительской таре	в транспортной таре
Массовая  доля влаги %, не более	4,0	4,0	4,0	5,0	3,0
Массовая  доля жира, % не менее	20,0	25,0	25,0	25,0	25,0
Массовая  доля белка, % не менее	—	—	—	—	23,0
Индекс  растворимости, см3 сырого остатка, не более — для  высшего сорта — для  первого сорта — для  детского питания	0,3 0,4 —	0,1 — —	0,3 0,4 —	0,3 1,5 —	— — 0,1
Кислотность, ºТ не более	21	17	21	21	17
Чистота. группа, не ниже	II	I	II	II	I

1 – 
насос; 2 – весы, счетчик; 3 – промежуточная 
емкость; 4 – емкость с тензовзвешиванием;
5 – сепаратор-молокоочиститель; 6, 9, 11
– теплообменники разного назначения;
7, 8, 15, 20, 22 – емкости разного назначения;
10 — сепаратор-сливкоотделитель; 12 – пленочная
вакуум-выпарная емкость; 13 – автомат
для упаковки в пакеты; 14-16 — упаковка тары;
17 – распылительная сушилка; 18 – циклоны;
19 – циклон разгрузочный; 21 – гомогенизатор;
23 — подогреватели вакуум-выпарной установки

       Рисунок
1 — Технологическая схема производства
цельного сухого молока

           
Содержание токсичных элементов, микотоксинов,
антибиотиков, гормональных препаратов
и пестицидов в продукте не должно превышать
установленных допустимых уровней.

       По 
микробиологическим показателям сухое 
цельное молоко должно соответствовать 
требованиям, установленным действующим
стандартом.

       Таблица
2 – Сортовая оценка сухого цельного молока
по органолептическим показателям

       Перерабатывают 
молоко двумя способами: непрерывнопоточным
и периодическим.

       Приемка,
оценка качества, очистка, охлаждение
и кратковременное резервирование
молока – общие технологические 
операции для всех молочных консервов.
Для получения в продукте стандартного
содержания жира и СОМО, молоко нормализуют.

       Молочную 
смесь составляют в танках, отдельными
партиями. Смесь тщательно перемешивают
и в потоке, при обязательном соблюдении
условия, что Ж_см/СОМО_см = Ж_пр/СОМО_пр,
пастеризуют при 85-87° без выдержки. Белки
молока при таком режиме хорошо восстанавливаются
при растворении сухого молока водой.

       Сгущение 
молочной смеси в потоке является
обязательным. Такое сгущение исключает 
необходимость резервирования на время 
сушки сгущенной смеси, что способствует
получению продукта высокого качества.
Процессы сгущения и сушки должны быть
строго синхронизированы, что обеспечивает
возможность сгущения молочной смеси
до 50 % сухих веществ и получение продукта
высокой растворимости.  
 

       Приемка
и оценка качества молока

       Очистка,
охлаждение, кратковременное резервирование
молока

       Нормализация 
молока (отдельными партиями)

       
Пастеризация молочной смеси в 
потоке

       
Сгущение молочной смеси в потоке

       Гомогенизация
сгущенной молочной смеси в потоке

       
Сушка сгущенной молочной смеси 
в потоке

       Охлаждение 
молочного порошка в потоке

       Расфасовка 
и упаковка продукта

       Схема
1 — Технологическая схема непрерывнопоточного

       способа
производства 

       Периодическое
сгущение не отвечает требованиям. Из-за
необходимости длительного резервирования
сгущенной молочной смеси перед сушкой
в ней происходит образование новой структуры,
значительное повышение вязкости, дестабилизация
жировой фазы. Сушка затрудняется, качество
продукта ухудшается.

       Для
поточного сгущения молочной смеси 
применяют многокорпусные пленочные
вакуум-аппараты (с падающей пленкой) или
многокорпусные циркуляционные вакуум-аппараты
поточного действия. В двухкорпусных вакуум-аппаратах
периодического действия обычно сгущение
приближают к потоку путем циклического
выпуска сгущенной молочной смеси небольшими
партиями, которые высушивают за 10-15 минут
(вместо 2-3 часов при периодическом сгущении
и выпуске полной варки за один прием).

       При
режимах, принятых для того или иного 
вакуум-аппарата, сгущают молочную смесь
до 43-48 % сухого молочного остатка, что
соответствует плотности 1,11-1,16 г/см³
при 50°. При пленочной сушке молочная смесь
сгущается до 40-43 % сухого молочного остатка
(плотность при температуре сгущения 1,10-1,11
г/см³).

       Для
предупреждения образования «свободного»
(незащищенного белковой оболочкой)
жира в сухом молоке, сгущенную 
молочную смесь гомогенизируют под
давлением 10,0-15,0 МПа при 55-60 °С.

       В
сушильной камере распылительной сушилки
(одностадийная сушка) подсгущенная
и гомогенизированная нормализованная
смесь высушивается воздухом (140-180° С).
Частицы продукта со дна камеры попадают
в систему пневмотранспорта и подаются
в разгрузочный циклон. При подаче до разгрузочного
циклона продукт охлаждается на 10-15 °С
ниже температуры засасываемого из цеха
воздуха. Из разгрузочного циклона продукт
подается в бункер-накопитель откуда на
фасование в потребительскую (пакеты с
вкладышами из воздухо – и влагонепроницаемого
материала) или транспортную (бумажные
мешки, бочки, фанерные барабаны из полиэтилена)
тару.

       Сухое
молоко «Домашнее»

       Ассортимент
сухого цельного молока постоянно изменяется
в направлении уменьшения в продукте
доли жира на единицу СОМО. Одним из таких
продуктов является сухое молоко «Домашнее»
в котором массовая доля жира должна быть
не менее 15 %. Продукт вырабатывается по
технологии сухого цельного молока. Для
нормализации цельного молока всегда
требуется и используется обезжиренное
молоко или пахта. Для производства цельномолочных
продуктов используют сухие продукты.
При растворении сухого молока «Домашнее»
в 9,4-9,5 раза без какой либо нормализации
обеспечивается получение смесей жирностью
1,7 %. 

       Быстрорастворимое
сухое молоко

       Сухое
цельное и сухое обезжиренное
молоко общепринятой сушки растворяется
очень медленно, особенно в холодной
воде. Эти продукты образуют комочки,
которые покрываются пленкой, не пропускающей
воду внутрь частиц. Для ускорения растворения
повышают температуру воды до 35-40° и применяют
механическое перемешивание.

       Скорость 
растворения сухих молочных порошков
принято определять по смачиваемости,
то есть по скорости перехода составных
частей молока в воду. Смачиваемость определяется
в процентах. Отдельно устанавливают показатели
смачиваемости для растворов в спокойном
состоянии и при перемешивании. На смачиваемость
влияют многие факторы. Жир с точкой плавления
19-21° дает порошок быстрорастворяющийся
в воде. Сухое обезжиренное молоко растворяется
быстрее, чем сухое цельное. С увеличением
размера частиц и изменением их структуры
скорость растворения продукта увеличивается.

       Современные
способы получения быстрорастворимого
сухого молока основаны на агломерировании
частиц сухого продукта:

       Агломерирование
частиц производят в специально сконструированных
или модифицированных для этой цели сушилках.
Этим методом получают как быстрорастворимое
сухое цельное, так и сухое обезжиренное
молоко.

       Для
получения быстрорастворимого сухого
молока одноступенчатым способом применяют
установки, состоящие из сушильной башни
и инстантайзера. Молоко сушится при более
низкой температуре выходящего воздуха,
чем обычно. Получают частицы с повышенным
содержанием влаги. Такие частицы более
липки, мелкие прилипают к крупным, и полученные
агрегаты в инстантайзере высушиваются
до конечной влажности. В некоторых установках
агломерация частиц осуществляется путем
напыления сгущенного молока на уже высохшие
частицы.

       Регулирование
степени агломерирования, быстрая сушка
при низкой температуре и быстрое охлаждение
продукта обеспечивают способность быстрого
(за несколько секунд) и полного (99 %) растворения
его в воде.

       Для
агломерирования частиц применяют и другие
методы. Например, тонкий сухой молочный
порошок смешивают со сгущенным молоком
до образования жидкой смеси, которую
распыляют и высушивают. Полученный продукт
приобретает способность быстро растворяться.
Повышение пористости крупных частиц
обеспечивает также быстрое растворение
продукта. Пористость продукта повышают
разными способами. Один из способов состоит
в следующем: в поток сгущенного до 60 %
сухого молочного остатка молока форсункой,
под давлением 136 атмосфер, вдувают воздух.
Сгущенное молоко вспенивается и легко
распылятся. Высыхает в виде пористых
частиц. Гигроскопичность продукта снижают
добавлением кристаллов α-лактозы.

       Молочный 
порошок в виде пористых частиц обладает
повышенной смачиваемостью, быстрой растворимостью
и в герметической таре хорошо сохраняется.
Лучшей смачиваемостью обладают частицы
размером          
100-150 мкм. Частицы выше 150 мкм имеют более
толстые стенки, проникновение воды через
которые при растворении затрудняется
и скорость растворения снижается.

       По 
составу продукт не отличается от
обычного сухого цельного молока. По структуре
это агломераты частиц, которые легко
смачиваются и быстро растворяются, что
обеспечивается развитой системой микро-
и макропор, через которые вода проникает
внутрь частиц. Относительная скорость
растворения при этом увеличивается от
15-25 % (для обычного сухого цельного молока)
до 60 %. Смачиваемость как скорость перехода
составных частей порошка в раствор для
обычного сухого молока составляет 1 мин.
для быстрорастворимого – 5-7 с. Улучшение
смачиваемости достигается с помощью
поверхностно-активных веществ (метарин,
пищевые соевые фосфатидные концентраты).
Эти вещества (ПАВ), взаимодействуя с жировой
фазой, образуют на поверхности частиц
структурированные адсорбционные слои,
обладающие гидрофильностью и снижающие
поверхностное натяжение на границе вода
– сухое молоко. При этом соединение жировых
шариков затрудняется. Агломераты достигают
250 мкм и более, объемная масса продукта
350-450 кг/м³.

Производство сухого молока. Молочные технологии

Молоко, предназначенное для
производство порошка должно иметь высокие химические, органолептические и
бактериологическое качество. Кислотность молока должна быть ниже 0,15% (в пересчете на молочную кислоту).
кислоты), иначе растворимость сухого молока снижается. Хранится сырое молоко
нехорошо, даже если он хранится в холодильнике, потому что это может привести к
к увеличению содержания свободных жирных кислот в полученном сухом молоке, вызывая многие
кратное увеличение липолиза в порошке, полученном из такого молока. Высокая
количество бактерий повышает восприимчивость жира к окислению при хранении
порошка. Окисление молочного жира снижает срок годности полученного
сухое молоко. Окисление жиров ускоряется присутствием металлов, таких как
медь или железо. Необходимо следить за тем, чтобы все оборудование, трубопроводы и принадлежности
соприкасающиеся с молоком и чистящими растворами, изготовлены из нержавеющей
исключительно из стали.

Основной
операции по производству сухого молока состоят из приема и отбора молока,
фильтрация/осветление, разделение/стандартизация сливок, предварительная термообработка, конденсация,
гомогенизация, сушка, упаковка и хранение порошка. Производство обезжиренного
производство сухого молока незначительно отличается от производства сухого цельного молока.

я.
Стандартизация

Цель
стандартизация заключается в корректировке соотношения молочного жира и общего содержания сухих веществ в
уровень, необходимый в конечном продукте. Производство сухого обезжиренного молока отличается
незначительно от производства сухого цельного молока. Для сухого обезжиренного молока это
необходимо снизить содержание жира в обезжиренном молоке до уровня менее 0,1%.

ii.
Предварительный нагрев

Предварительный нагрев
молоко перед сгущением при производстве сухого молока делается для
производства безопасных и более стабильных сухих молочных продуктов, а также для введения в него других
желательные атрибуты. Пастеризация при 72oC
в течение 15 с достаточно для удовлетворения требований безопасности, связанных с
обработка сырого молока, однако, при более высоких температурах и более длительном времени выдержки
может быть необходимо для удовлетворения требований, касающихся термомодуальных патогенов и
специфические организмы, вызывающие порчу пищевых продуктов. Для растворимости сухого молока, которая в основном
зависит от состояния белковой системы молока, высокая температура непродолжительна
временной (ВТСТ) режим более удобен по сравнению с длительным тепловым
обработке при низких температурах, и имеет такой же микробиологический эффект.
наиболее часто используемая температура находится в диапазоне 88-95oC
на 15-30 сек. Также используются режимы ВТСП с прямым или непрямым нагревом.
температуры до 130°С.

Предварительный нагрев
значительно увеличивает срок годности сухого молока (например,
порошок) прежде всего за счет выработки антиоксидантов или восстановителей.
образование реакционноспособных или свободных сульфгидрильных групп в результате нагревания
обработки молока, отвечают за предотвращение развития окисленного вкуса
действуя как поглотители свободных радикалов и, таким образом, как антиоксиданты. Продукция
Реакции Майяра также способствуют общему антиоксидантному эффекту молока.
порошки.

Молоко может быть
термообработка при температуре для достижения различных уровней и типов белка
денатурация в соответствии с требованиями к конечному продукту. Сухое обезжиренное молоко обычно
классифицируется по количеству неденатурированного азота сывороточного белка, присутствующего в
сухое обезжиренное молоко, выраженное азотным индексом сывороточного белка (WPNI), который
определяется как количество неденатурированного азота сывороточного белка, измеренное в мг/г
пудра. В Таблице 14.1 показана классификация сухого обезжиренного молока по степени нагревания.
введен Американским институтом сухого молока (ADMI) в 1971.

Классификация тепла обезжиренного сухого молока и связанного с ним тепла

iii. Конденсация

Для распылительной сушки,
молоко концентрируется в многоступенчатых выпарных аппаратах до 40-50 % общего объема
твердые вещества. Для вальцовой сушки молоко концентрируется до содержания сухих веществ 18%.
Дальнейшая концентрация для распылительной сушки повысит вязкость и вызовет
трудности при распылении молока. При валковой сушке более высокая
концентрация молока образовывала бы более толстый слой на роликах, а затем
торможение высыхания и интенсивные необратимые изменения белков, лактозы и
толстый. Испарители потребляют гораздо меньше тепловой энергии, чем осушители, для удаления
эквивалентное количество влаги из молока.

iv.
Гомогенизация

Гомогенизация
не обязательная операция при производстве сухого молока, но обычно применяется
для снижения содержания свободного жира. Однако более высокое содержание свободного жира в порошке
востребованы в некоторых кондитерских изделиях. Гомогенизация также помогает предотвратить комкование
жира при восстановлении и улучшает сохраняемость порошка.Гомогенизация
проводится после выпаривания, либо в частично сгущенном молоке концентрация
отношение не более 3:1. При более высокой концентрации гомогенизация дестабилизирует
молочные белки, что снижает растворимость порошка. Обычная гомогенизация
составляет от 2500 до 3000 фунтов на квадратный дюйм при температуре от 62,8 до 76,7 °C.

с.
Сушка

Хотя ряд
доступны системы сушки, практически только распылительная сушка и вальцовая сушка
коммерчески используются в молочной промышленности. Поскольку качество продукции и процесс
экономия намного лучше и постоянно совершенствуется, распылительная сушка имеет
самый высокий потенциал сегодня и в обозримом будущем

Сухое молоко — технология, продукты, рынок, производственный процесс, торговые предложения, профили компаний, оборудование